Иммунитет рыб Лабораторная работа № 11
• Иммунная система рыб представлена нефросом, селезенкой, лимфоидным органом, печенью, а также множественными включениями лимфоидной ткани в желудочно -кишечном тракте, сердце, жабрах. Непосредственными исполнителями функции защиты являются органы с барьерными функциями - кожа, жабры, желудочнокишечный тракт, а также лейкоциты (все виды). Различают специфический и неспецифический иммунитет.
• Специфический иммунитет обеспечивает защиту организма от строго определенных антигенов. По существу, иммунная реакция организма сводится к уничтожению, нейтрализации или удалению из организма антигена. Неспецифический иммунитет осуществляет защиту организма от любого чужеродного вещества или тела. • Механизм элиминации антигена может быть клеточным или гуморальным. Клеточный иммунитет предполагает прямую атаку антигена клетками иммунной системы, например фагоцитоз или пиноцитоз.
• Лейкоциты могут элиминировать антиген и на расстоянии, не вступая с ним в прямой контакт. Это явление называется цитотоксинеским эффектом. • Гуморальный иммунитет обеспечивают различные структуры как иммунной системы, так и других систем. Он заключается в продуцировании различных химических веществ - лизоцима, интерферона, кининов и других веществ, слизи, антител, которые так или иначе инактивируют антиген.
• Неспецифический иммунитет является врожденным свойством организма. Его клеточную форму обеспечивают нейтрофилы, моноциты, макрофаги, клетки • Гуморальная форма неспецифического иммунитета обеспечивается различными органами и клетками, производящими лизоцим, интерферон, пропердин, комплемент, фибронектин и некоторые другие биологически активные вещества.
• Часто общую оценку неспецифического иммунитета проводят по активности лизоцима сыворотки крови. Этот фермент с ярко выраженными бактерицидными свойствами вырабатывается в организме всех позвоночных. • Сообщения о его отсутствии у того или иного вида рыб, скорее всего, связаны с некорректными оценками его активности. У рыб сезон года, физиологическое состояние сильно меняют титр лизоцима. Так, у карпа активность лизоцима максимальна осенью, в конце сезона выращивания, и минимальна в конце зимовки. Есть сообщения, что хищные рыбы имеют более высокие титры лизоцима по сравнению с мирными рыбами.
• • • Интерферон - группа веществ, происхождение которых связывают с макрофагами, нарушает процесс размножения вирусов. Интерферон обнаруживается в крови всех рыб, но у мирных видов его титры выше, чем у хищников. Комплемент - группа белков (около 20) - продукт жизнедеятельности макрофагов. Он способен обезвреживать как корпускулярные, так и гуморальные чужеродные вещества. Комплементу приписывают несколько функций: опсонизация - взаимодействие с чужеродной клеткой с целью ее подготовки к фагоцитозу; цитолиз - цитотоксическое воздействие на антигены клеточного типа; активизация тучных клеток и привлечение фагоцитов в очаг воспаления; нейтрализация антигенов и дальнейшее их удаление из организма; Фибронектин - еще один гуморальный компонент неспецифического иммунитета. Он вырабатывается во многих клетках, включая макрофаги. Механизм его действия напоминает комплементарную опсонизацию.
• Пропердин - бактерицидное вещество, вырабатываемое моноцитами и макрофагами. В большом количестве присутствует в крови карповых и других рыб. Кинины - мелкие полипептиды с разносторонними функциями. Они вызывают сокращение и расслабление гладких мышц повышают сосудистую проницаемость (в первую очередь посткапиллярных венул), активируют фактор Хагемана системы коагуляции. Кинины в большом количестве содержатся в кожной слизи рыб. Клеточный неспецифический ответ обеспечивают в основном лейкоциты посредством следующих механизмов: фагоцитоз; пиноцитоз; • цитотоксический эффект; • синтез гистамина, серотонина, простагландинов; удержание антигена на пути в кровеносную систему.
• • Фагоцитоз характерен для нейтрофилов, одна клетка которых способна поглотить десятки корпускулярных тел. Нейтрофилы вырабатывают активные соединения кислорода - перекись водорода, супероксидный радикал, которые оказывают разрушительное влияние на клеточные мембраны микробов. Лизосомальные ферменты нейтрофилов растворяют микробные клетки. Подобным образом действуют и другие фагоцитирующие клетки - моноциты, макрофаги. У рыб в определенных условиях отмечают фагоцитоз у эритроцитов, тромбоцитов некоторых клеток слизистой оболочки желудочнокишечного тракта. Пиноцитоз напоминает фагоцитоз, но происходит за счет инвагинации клеточной мембраны, которая как бы засасывает антиген внутрь цитоплазмы. Пиноцитозу подвергаются не корпускулярные жидкие чужеродные вещества. Цитотоксический эффект осуществляется как при непосредственном контакте с антигеном, так и на расстоянии за счет атаки клетки-мишени перекисью водорода, гипохлорной кислотой. Цитотоксический эффект свойствен в той или иной степени всем видам лейкоцитов и макрофагам.
Специфический иммунитет • возникает при обязательном участии лимфоцитов и имеет два варианта развития: клеточный и гуморальный. Клеточный ответ осуществляют Т-лимфоциты-киллеры. • После активации Т-киллера чужеродным антигеном он убивает клетку-мишень (бактерию, вирус, гриб) цитотоксическим способом (супероксидный ион, перекись водорода, лимфотоксин), вступая или не вступая с ней в непосредственный контакт.
• Гуморальный ответ лимфоцитов выглядит сложнее. Для удобства его изучения можно разбить этот процесс на три этапа: • распознавание антигена и активация исполнительных клеток; • вовлечение клеток памяти и исполнителей элиминации антигена; • процесс элиминации антигена.
В качестве антигенов • животный организм воспринимает такие вещества, как белки, полисахариды, нуклеиновые кислоты, в виде отдельных молекул с большой массой или групп молекул или корпускулярные тела. • Независимо от химической природы и сложности строения любой антиген имеет специфические функциональные группы антигенную детерминанту, количество которых определяет валентность антигена. • Для запуска иммунного ответа необходимо, чтобы в организм попал определенный минимум единиц антигена. • Антиген улавливается еще в тканях организма макрофагами, но если все же антиген успевает попасть в кровяное русло, то он атакуется Т-лимфоцитами- хелперами, которые собирают антигены в "кассету".
• Макрофаги подвергают антигены процессингу, т. е. концентрации антигенных детерминант ( • За счет процессинга антигенность чужеродного тела или вещества возрастает в десятки и сотни раз. • После процессинга макрофагами антиген передается Т-лимфоциту-хелперу, который, в свою оче-редь, предоставляет его для элиминации или Тлимфоцитам- киллерам, или В-лимфоцитам для формирования гуморального ответа. Последний процесс получил название кооперации Т- и Влимфоцитов. Он не так прост и состоит из трех фаз.
• 1. Распознавание антигенной детерминанты В-лимфоцитами. Каждый лимфоцит имеет на своей клеточной мембране десятки тысяч молекул у-глобулинов, которые выполняют функцию рецептора к антигену. Поэтому один В-лимфоцит распознает сотни тысяч антигенов разной химической природы и организации. • 2. Т-лимфоцит-хелпер отыскивает комплекс макрофаг - антиген, после чего начинает продуцировать интерлейкин-II, т. е. вещество, которое инициирует трансформацию части Влимфоцитов в плазматиче-скую клетку - продуцент антител. • 3. Макрофаг в ответ на действия t-хелпера секретирует интерлейцин-1. Последний стимулирует усиление образования В-лимфоцитов лимфоидными органами для компенсации трансформированных в плазматические клетки В-лимфоцитов крови. Адекватность компенсаторного ответа лимфоидной ткани находится под контролем Т-лимфоцитов-супрессоров.
• Таким образом, агентом гуморального специфического ответа выступает антитело к данному антигену, продуцируемое трансформированным В-лимфоцитом • По химической природе все антитела -гликопротеиды. В составе антитела имеется особая зона, определяющая специфичность данного антитела. Благодаря этой зоне антитело узнает "свой" антиген. • У млекопитающих выделены антитела пяти классов (иммуноглобулины G, M, A, D, Е), которые от-личаются первичной и вторичной структурой. У рыб удается найти только два из них: Ig. G и Ig. M. Элиминация антигена при воздействии на него антитела происходит путем: • преципитации растворимых в сыворотке антигенов; агглютинации чужеродных клеточных структур; • лизиса свободных от комплемента антигенов.
• антиген подвергается нейтрализации путем связывания с антителом. Возможна и опсонизация антигена, т. е. образование комплекса, который легко фагоцитируется макрофагом. Собственно защита организма от специфического антигена возникает тогда, когда в сыворотке крови лимфоцитами вырабатывается определенное количество антител. Это возможно в двух случаях. •
• Возможно введение готовых антител в кровь (пассивный иммунитет), однако при этом, как правило, продолжительность иммунной защиты невелика. Искусственная иммунизация против инфекционных заболеваний применяется и в рыбоводстве. Основным методом иммунизации является включение в корм рыбы ослабленных форм антигенов. В условиях товарного производства рыбы парентеральная иммунизация по экономическим соображениям невозможна. Пассивная иммунизация (введение сыворотки с антителами) используется в редких случаях, чаще в экспериментах, для сохранения ценных видов рыбы (например, для борьбы с вибриозом лососевых)
